多雨型下不同边坡稳定性的数值分析

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研究降雨入渗对边坡的稳定具有重要的意义,岩土界对降雨诱发滑坡机制的探讨逐渐增多,但多考虑的是降雨强度、降雨延时以及地质条件等方面,常常忽视了降雨雨型的影响,本文通过Geo-studio中的Seep/w和Slope/w模块分别模拟降雨入渗和边坡稳定,分析不同降雨条件下,边坡安全系数随时间变化的关系。以下为主要研究内容和结论:1.本文首先设置了高、中、低不同的渗透系数,针对降雨强度与渗透性的关系做一系列的模拟,分别探讨它们在不同降雨强度下对边坡稳定的影响。分析得到了:降雨强度会影响边坡的稳定性,但它的影响存在一个极限值,而这个极限值由饱和渗透系数决定。所以我们在求取导致边坡失稳的临界雨强时可通过土壤的渗透性作为推估条件。2.在前人的研究的基础上,提出了:总降雨量一定,降雨过程中雨强峰值按出现的时间先后顺序分类的七种雨型,通过数值模拟分别探究各雨型对边坡稳定的影响,结果表明降雨总量一定时雨强峰值出现的时间先后顺序影响着边坡稳定,降雨过程中越先出现雨强峰值的,安全系数越早降低,而雨强峰值较后出现的,尽管安全系数较晚降低,但下降幅度较大,即较晚出现雨强峰值的雨型对边坡更为不利。3.对均匀雨型在渗透系数k=0.001cm/s和k=0.1cm/s的情况下,分析前期降雨强度对边坡稳定的影响,得到该两种渗透系数使边坡达到不稳定的前期降雨量分别为233mm和120mm。结果表明:仅仅在前期降雨量达到某一定值时,边坡的安全系数才会降低,前期降雨会提前导致边坡达到濒临破坏的状态,若之后再遇到较大强度的降雨时,则极有可能发生边坡失稳。4.针对均匀雨型,改变其中某一或几个影响因素,通过三个案例分别模拟不同边坡土体类型、坡角、坡高、地下水位等边坡性质在不同降雨强度下对边坡稳定的影响,从而确定不同性质和类型的边坡影响因素的影响水平,结果得到,坡角、坡高越大边坡越不稳定,降雨前的安全系数值由边坡岩土材料参数决定,降雨发生后,材料饱和渗透系数、降雨强度为决定边坡稳定的重要因素,其中降雨强度越大,安全系数值下降越快,而材料渗透系数决定了雨水对边坡稳定的影响程度,地下水位方面,得出降雨强度较高时,由于受到强降雨入渗的影响地下水位面变化较大,因此地下水位深度在强降雨的情况下影响较不明显。
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